JPH068733B2 - レーザーポジショナー及びこれを用いた定点マーキング方法 - Google Patents

レーザーポジショナー及びこれを用いた定点マーキング方法

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JPH068733B2
JPH068733B2 JP2176335A JP17633590A JPH068733B2 JP H068733 B2 JPH068733 B2 JP H068733B2 JP 2176335 A JP2176335 A JP 2176335A JP 17633590 A JP17633590 A JP 17633590A JP H068733 B2 JPH068733 B2 JP H068733B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、各種建設工事において作業対象面に複数の対
象定点を自動設定してレーザー投光器でパターン投影す
るレーザーポジショナーに関するもので、特に、トンネ
ル掘削工事における作業対象面であるトンネル切羽面に
設ける複数の装薬用穿孔位置を同時にレーザー光を用い
て切羽面に光学的にマーキングできるレーザーポジショ
ナーに関するものである。
［従来の技術］ 建築構造物あるいは土木線路乃至トンネル掘削等の推進
工事において不可欠な基準点・基準線を設定する作業
は、入念な測量と厳密なマーキング作業を必要とし、き
わめて面倒であった。近年著しい発展をみたレーザー測
量機器の貢献によって測量の自動化と高精度化が達成さ
れている。また、暗視野の状況で施工されるトンネル掘
削工事においては、トランシェット等の肉視測量機器の
使用が困難であるため、測量及び基準線設定用にレーザ
ー光を利用した測量装置が簡便に用いられている。
ところが、建設工事において対象構造物に基準点をマー
キングする作業は人手に頼っている。たとえば、現場計
測の管理のもとにトンネル掘削を行なうナトム工法（Ｎ
ＡＴＭ）などでは、硬質岩盤などの切羽面で爆薬を発破
して掘進作業を進められるが、この発破工法において切
羽面に設けられる装薬用の穿孔は位置と数が厳密な設計
に基づいて決定される。心抜きを含む装薬穿孔の位置、
穿孔数、装薬量はコンピュータによって自動的に求める
ことができるようになったが、装薬穿孔の位置を切羽面
に設定するマーキング作業の自動化が実現していなかっ
た。
［発明が解決しようとする課題］ 切羽面に装薬穿孔の位置をマーキングするための自動化
の可能性について考察してみると、前記装薬穿孔位置座
標をコンピュータに入力して、レーザー発振器を制御す
ることで、トンネル切羽面に装薬穿孔の位置を１箇所ず
つレーザー光を投射して、切羽面に形成されるレーザー
スポット位置に手作業でマーキングする方法が考えられ
る。つまり、切羽面にレーザー光を投射して得られるレ
ーザースポットにペンキなどの塗料で人為的にマーキン
グしていき、１個所の穿孔位置のマーキングを終えたら
レーザー投射位置を次の穿孔位置に移動させてマーキン
グを繰り返す方法である。しかし、この方法の実施には
多大な手間と時間が掛かり、マーキングの完全自動化に
対応し得ない。
しかも、上記方法に用いられると仮定されるレーザー発
振器は１本のレーザー光を放出するだけであるから、ト
ンネル切羽面の１箇所だけにレーザースポットが形成さ
れるため、全ての装薬用穿孔位置の全体状況が把握し難
いなどの問題もある。
建設工事の施工期間短縮と高精度が望めるこの種の構造
物への自動マーキング技術の確立が期待されていた。
しかして、本発明の目的は、各種建設工事に伴う対象定
点のマーキングに必要な演算処理、位置指定等の作業の
自動化を可能にし、レーザー光によって光学的に複数の
マーキング位置を同時に施工対象にパターン投射できる
レーザーポジショナおよびそれによる定点マーキング方
法を提供することにある。
更に本発明の他の目的は、特に、トンネル掘削工事にお
けるトンネル切羽面に複数設ける装薬用穿孔位置を自動
的に演算し、これによって得られたデータに基づいてレ
ーザー投光器を自動制御することで複数の装薬穿孔位置
を切羽面に同時に投影して人手によるマーキング作業を
要せずに穿孔作業ができ作業の合理化と省力化が図れる
と共に、自動制御を可能にするコンピュータシステムを
トンネル切羽近傍から遠隔操作できる高能率なレーザー
ポジショナーおよびそれによる定点マーキング方法を提
供することにある。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明のレーザーポジショ
ナーは、測量基準点に据え付けられ、マーキング対象面
に設定した測点に設けた反射ターゲットにレーザー光を
出射してそれによる反射レーザー光を受光して、出射レ
ーザー光と反射レーザー光の時間差から前記基準点と前
記測点の距離を求めて測距データとして出力するレーザ
ー測距器と、レーザー光の出射角度から相対角度を求め
て前記基準点における前記測点に対する測角データとし
て出力する測角器とからなるレーザー測量装置と；前記
マーキング対象面にレーザー光を出射してレーザースポ
ットを投射するレーザー定点プロジェクターと；前記レ
ーザー測量装置からの測距データと測角データによって
前記測点の基準点に対する相対位置を求め、前記レーザ
ー測量装置から離間対面するマーキング対象面について
予め設計されたマーキング対象の１以上のマーキング定
点の設計位置座標データが入力され、前記レーザー測量
装置から出力される前記測距データおよび前記測角デー
タに対する前記マーキング定点の前記設計位置座標デー
タから、前記各定点に対する前記レーザー定点プロジェ
クターから出射されるレーザー光の偏向角度を演算して
求め、前記レーザー定点プロジェクターからの出射レー
ザー光を水平垂直方向に偏向させる偏向制御信号を送出
するコントローラを含む演算制御装置とからなり、前記
レーザー測量装置で得られる前記基準点に対する前記測
点の相対位置に基づいてマーキング対象面について予め
設計されたマーキング定点に対するレーザー定点プロジ
ェクターの射出レーザー光の偏光角度を決定することを
特徴とする。
また、本発明のレーザーポジショナーは、前記レーザー
測量装置と一体にレーザー投光器を保持して、前記レー
ザー投光器からレーザーを出射して前記マーキング対象
面にレーザースポットを形成させることを特徴とする。
前記演算処理装置に設けた受信ユニットに送信ハンドユ
ニットから制御信号を送信して前記演算処理装置を遠隔
操作可能にすることもできる。
更に、本発明による定点マーキング方法は、測量基準点
からレーザー光をマーキング対象面に設定した測点に設
けた反射ターゲットにレーザー光を出射してそれによる
反射レーザー光を受光して、出射レーザー光と反射レー
ザー光の時間差から前記基準点と前記測定の距離を求め
ると共に、前記レーザー光の出射角度から前記測点の相
対角度を求め、前記基準点に対する前記測点までの測定
距離および相対角度によって前記測点の基準点に対する
相対位置を求め、前記基準点から離間対面するマーキン
グ対象面について予め設計されたマーキング対象の１以
上のマーキング定点の設計位置座標データ求め、前記測
距データおよび前記測角データに対する前記マーキング
定点の前記設計位置座標データから、前記各定点に対す
るレーザー定点プロジェクターから出射されるレーザー
光の偏向角度を演算して求めて偏向制御信号として出力
し、前記演算処理装置で求められた前記偏向角度に基づ
く前記偏向制御信号を前記レーザー定点プロジェクター
に与えて出射レーザー光を水平垂直方向に偏向させ、こ
れによって、前記マーキング対象面に前記レーザー定点
プロジェクターから出射されるレーザー光のレーザース
ポットによる定点パターンを形成することを特徴とす
る。
前記参照点に反射ターゲットを配置して、前記測量基準
点に設置したレーザー測量装置から前記反射ターゲット
にレーザー光を放出し、それによる反射レーザー光を検
出して出射レーザー光と反射レーザー光との時間差から
反射ターゲットまでの距離を演算すると共に、出射レー
ザー光の放出角度を検出し、前記演算距離とレーザー放
出角度から前記基準点の絶対位置座標を測定し、前記マ
ーキング対象面に対する基準を形成することができる。
［作用］ 測距および測角が可能なレーザー測量装置をマーキング
対象面に対向する基準位置にレーザー測量装置を設置
し、レーザー測量装置から離間対面するマーキング対象
面について予め設計されたマーキング対象の１以上のマ
ーキング定点の設計位置座標データとしての設定値を演
算制御装置に入力する。
測量基準点に据え付けたレーザー測量装置からレーザー
光をマーキング対象面に設定した測点に設けた反射ター
ゲットにレーザー光を出射してそれによる反射レーザー
光を受光して、出射レーザー光と反射レーザー光の時間
差から前記基準点と前記測点の距離を求めるとともに、
前記レーザー光の出射角度から前記測点の相対角度を求
める。前記基準点に対する前記測点までの測定距離およ
び相対角度によって前記測点の基準点に対する相対位置
が求められる。マーキング対象の１以上のマーキング定
点について演算処理装置に予め設定されている設計位置
座標データから、前記各定点に対するレーザー定点プロ
ジェクターから出射されるレーザー光の偏向角度を演算
して求めて偏向制御信号としてレーザー定点プロジェク
ターに出力する。さらに、演算処理装置で求められた前
記偏向角度に基づき前記レーザー定点プロジェクターか
らの出射レーザー光を水平垂直方向に偏向させ、これに
よって、前記マーキング対象面に前記レーザー定点プロ
ジェクターから出射されるレーザー光のレーザースポッ
トによる定点パターンが形成される。
前記演算処理装置をリモートコントローラでワイヤレス
操作することで、マーキング対象面近傍から演算処理装
置によるレーザー測量装置の駆動管理、更には、対象定
点設定に要する演算処理を遠隔制御することが可能にな
る。トンネル掘削工事においては、マーキング対象面と
なるトンネル切羽に複数の対象定点である発破用の装薬
穿孔位置をレーザーパターンとして穿孔作業中、継続的
に投影することが可能となる。
［実施例］ 以下に本発明の好適な一実施例を添付の図面に基づいて
説明する。
第１図は本発明によるレーザーポジショナー１の一実施
例を示す概略構成図であり、第２図(A)、(B)は前記レー
ザーポジショナー１を用いて光学マーキングの作業プロ
セスの説明である。
このレーザーポジショナー１は、マーキング対象位置か
ら離間した基準点に設置される駆動系10と、それを駆動
制御するための制御系20よりなる。
駆動系10は、トータルステーションなどのようなレーザ
ー光b1とそれの反射光b2によって高精度の測距・測角が
可能なレーザー測量装置11と、前記レーザー光b1と平行
な方向にレーザー光b3を出射するレーザー投光器12と、
高出力レーザー発振器13a とレーザー走査系13b を含む
レーザー定点プロジェクター13よりなる。ここでは前記
レーザー測量装置11およびレーザー定点プロジェクター
13を可搬性のケーシング14に内蔵しているが、レーザー
測量装置11とプロジェクター13の相対位置を把握できる
のであれば分離させてもよい。
レーザー測距が可能なレーザー測量装置としては各種汎
用のレーザー測距装置が利用でき、典型的にはレーザー
光を出射する送信部と、遠方に離間位置した対象測点か
らの反射光を検出する受信部とからなり、レーザー光の
往復時間から距離を求めるものである。また、レーザー
測定装置の基準姿勢に対する回転角変化で対象測点の相
対角度を求めることができる。こうしてレーザー測量装
置11から、対象測点までの距離と相対角度のデータ情報
が出力される。
上記レーザー測量装置11は勿論、夫々が独立したレーザ
ー測距儀と測角器を一体に結合させて構成してもよく、
測距・測角を精確に行なえ、測距データと測角データを
出力できるものであればどのようなタイプのものでもよ
い。
また、レーザー投光器12はレーザービームを出射して単
スポットを対象面に形成するためのもので、前記レーザ
ー測量装置11に一体に取り付けられているが、必須要素
ではない。
レーザー定点プロジェクター13はレーザービームを水平
垂直方向に偏向走査して投射対象面に連続移動するレー
ザースポットによって映像を形成できる一般的な映像表
示システムが応用できる。
レーザー測量装置11には、水平方向に角回転駆動させる
水平旋回モータ15a と垂直方向に角回転駆動させる垂直
旋回モータ15b が設けられており、両旋回モータ15a、15
b を協働させることでレーザー測量装置11、更にはレー
ザー投光器12を実質的にあらゆる方向に指向させること
ができる。
一方、制御系20は、前記測量装置11、レーザー投光器1
2、レーザー定点プロジェクター13を任意に駆動制御す
るためのコントローラ21と、このコントローラ21に接続
されレーザー測量装置11からの測量データを収集して所
期の演算を実行すると共に、前記コントローラ21に測量
装置11、レーザー投光器12、レーザー定点プロジェクタ
ー13に制御信号を送出してレーザー定点プロジェクター
13から出射されるレーザー光を水平垂直方向に偏向制御
させる演算制御装置22よりなる。
演算処理装置22は通常、キーボード等の入力部23と、Ｃ
ＲＴなどの表示部24と、データを格納蓄積するメモリ部
25よりなり、汎用のパーソナルコンピュータ、あるい
は、専用のマイクロプロセッサで構築できる。パソコン
を利用するのであればハンドヘルドタイプが好ましい。
また、プリンタ26を付設してもよい。
制御系20には更に、前記コントローラ21にワイヤレスで
制御信号を送信できる送信ハンドユニット27と、コント
ローラ21に接続した受信ユニット28が具えられている。
すなわち、送信ハンドユニット27に、レーザー測量装置
11の作動および方向制御指令と、レーザー投光器12の作
動指令と、レーザー定点プロジェクター13の駆動制御指
令を入力することで、遠隔操作でこれらの駆動要素を制
御できる。
上記した構成のレーザーポジショナーを用いて、トンネ
ル掘削工事における爆薬発破用装薬穿孔の位置をトンネ
ル切羽面（作業対象面）に設定する方法および定点設定
原理について第２図(A)、(B) に示す概念図および第３図
のフローチャートにしたがって説明する。言うまでもな
く、トンネル切羽面への装薬穿孔の位置設定は本発明の
一例であって、建築土木等の建設分野のみならず、あら
ゆる産業分野における定点指定のための技術に応用可能
である。
トンネル掘削工事の施工に際しては通常、事前調査、地
盤評価、計画設計、実施設計を通して設計路線の全ての
対象面（切羽面Fc）に対して地質などの条件をパラメー
タとして予め切羽発破のための爆薬装填用の穿孔の孔数
および位置が設計の段階で演算設定されている（ステッ
プＩ）。
ここでの対象面Fcとは、トンネル掘削作業に伴なって前
進移動するトンネル切羽面であって、実際の装薬用の穿
孔作業時に適時行なわれる爆破作業に要する装薬孔を設
計位置に応じてマーキング作業が必要になる。
設計路線の特定対象面（切羽面Fc）の穿孔位置の座標は
Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の夫々の方向の角度で与えることがで
き、穿孔の数(n) および位置（座標Xhm,YhmZhm；m＝
1...n）で表わすことができる。
上記した定点マーキングのための実質的な最初の作業
は、トンネル切羽面（マーキング対象面）Fcの手前の位
置を基準点Poとしてレーザーポジショナー１を設置する
（ステップII）。
この基準点Poは発破の影響が及ばない位置であればどこ
でもよく、トンネル掘削によって切羽が前進しても見通
しを確保でき、且つ、測定精度を確保できる範囲で固定
される。
基準点Poは既知の絶対位置座標(Xo,Yo,Zo)を持ってい
る。基準点Poにおけるレーザーポジショナー１は、トン
ネル断面上のどこに据え付けてもよいが、工事対象がト
ンネルの場合、図示ようにトンネル冠部に設置すると通
路が確保されるので都合がよく、好ましくは、トンネル
の上壁面中央部から懸吊するとよい。同時にコントロー
ラ21、演算処理装置22を近傍に設置し、受信ユニット28
をコントローラに接続する。対象面Fcと基準点PRの距離
は、路線が直線の場合、見通しが確保されても通常５０
メートル程度であるが、特に限定するものではない。
次に、トンネル内の断面位置（参照面）FRに３箇所の参
照点(Xrk,Yrk,Zrk)[k=1,2,3]を設定してここに反射ター
ゲットT1〜T3を設置する（ステップIII）。
この参照点に固定される反射ターゲットT1〜T3も、発破
の影響が及ばない位置であればどこでもよい。
これら反射ターゲットT1〜T3の位置座標(Xrk,Yrk,Zrk)
は、レーザー測量装置11によって正確に確定認識でき
る。
参照面FRの中心が参照点PRになり、工事対象がトンネル
のように直線構造物である場合、基準点から通常４０メ
ートル程度が望ましいが、限定するものではない。反射
ターゲットT1〜T3としては、キューブコーナ・リフレク
ターなどのように入射角に関係なく入射光を正反射させ
る反射プリズム素子が適用できる。
そこで、第２図(A) に示すように、レーザー測量装置11
を作動させて反射ターゲットT1〜T3にレーザー光ｂを照
射し、それによる反射光b2と出射光b1の時間差からター
ゲットまでの距離を求めると同時に、レーザー照射角を
測定する。
ターゲットT1〜T3の３点について得られる測距データと
測角データ（Ｘ軸偏角θｘとＹ軸偏角θｙ）によってタ
ーゲットに対するレーザーポジショナー１の相対位置
［座標(Xo,Yo,Zo)］を正確に把握することができる。こ
の基準点の相対位置［座標(Xo,Yo,Zo)］は、作業の進行
とともに変化移動するマーキング対象面に対する基準点
となる。
なお、反射ターゲットT1〜T3を設ける基準となる参照面
FRは必ずしも参照点PRを中心とした垂直平面でなくても
よく、ターゲットT1〜T3の位置座標(Xo,Yo,Zo)を把握す
ることで、演算処理装置22において参照点PRを中心とし
た垂直平面に正確に補正でき、反射ターゲットT1〜T3が
参照点として有効になる。更に、レーザー測量装置11で
ターゲットT1〜T3での距離は基準点Poから参照点PRまで
の距離と異なるが、これも演算処理装置22で容易に補正
でき、基準点Poから参照点PRまでの正確な距離ＬＲを認
識することができる。
また、切羽面（マーキング対象面）FCに光波側距用反射
素子（反射プリズム等）を立てて基準点POから切羽位置
PCまでの距離ＬＣを測定して、切羽位置の座標を認識す
る。（ステップIV）。
ポジショナー１および切羽位置PCの絶対位置座標を測量
した上で、前記ステップＩにおいて、工事進行と共に調
査される地質などの条件をパラメータとして設計される
工事路線の特定対象面に設定されるマーキング定点、つ
まり、切羽における装薬用穿孔の位置データ（座標Xhm,
Yhm,Zhm；[m=1...n]）を演算処理装置22に入力して、レ
ーザー定点プロジェクター13への制御信号を演算して求
める（ステップＶ）。
演算処理装置22では前記決定位置座標に基づいてコント
ローラ21から水平垂直駆動信号が水平・垂直旋回モータ
15a、15b に与えられ、各モータ15a、15b は角回転駆動し
てレーザー投光器12から穿孔位置の１つずつにレーザー
光を投射する。レーザー投光器12からの出射レーザー光
によってレーザースポットが切羽面に形成される。
ここでの制御信号Sh、Sv は、レーザー定点プロジェクタ
ー13のレーザー発振器13a から発振されるレーザー光を
偏向走査するレーザー走査系13b の垂直偏向・水平偏向
を制御するためのものである。
つまり、レーザー測量装置11に離間対面するマーキング
対象面Fcについて予め設計されたマーキング対象の１以
上の定点 h1,h2…の設計位置座標データ（座標Xhm,Yhm,
Zhm；[m＝1...n]）が入力され、レーザー測量装置11か
ら出力される測距データおよび測角データに対する設計
位置座標データから各定点に対するレーザー定点プロジ
ェクター13から出射されるレーザー光の偏向角度を演算
して求め、レーザー定点プロジェクターに水平垂直方向
に偏向させる偏向制御信号Sh、Sv を送出し、所期のレー
ザースポットパターンをマーキング対象面に形成する。
演算処理装置22で求められた水平・垂直偏向制御信号S
h、Sv をレーザー定点プロジェクター13のレーザー走査
系13b に入力することで、レーザー発振器13a から発振
されるレーザー光を連続的に偏向させ、第２図(B) に示
すように、対象面Fcに爆薬装填用の穿孔h1〜hm〜hnの全
てを同時に定点パターンとして投影する（ステップV
I）。
すなわち、レーザー投光器12からのレーザー光を短時間
に水平垂直偏向させて対象面に複数のレーザースポット
を同時に投影して複数の穿孔スポットをパターンとして
表わす。
また、レーザー投光器12に穿孔位置の１つだけにレーザ
ースポットを形成する非連続投射を行なうこともでき
る。この場合、単レーザースポットにマーキングされた
位置の作業を終了したら、次の任意位置にレーザースポ
ットを移動させることができる。レーザースポットの移
動操作は切羽面近傍から作業者が送信ハンドユニット27
を用いて行なうことができ、同時に、穿孔位置の調整等
を行なうこともできる。
レーザー定点プロジェクター13によって投影される定点
パターンを手掛かりに所期の穿孔作業を行なう。穿孔完
了後、爆薬装填、発破、掘削ずりの搬出、吹き付けなど
の支保工を経て切羽の推進が完了する（ステップVI
I）。
以上で一連の作業の１サイクルが完了し、前方に移行し
た切羽面に対して上記ステップIVにおける切羽の位置測
量から繰り返す。
切羽が推進して基準点Poから離れすぎたり、あるいは、
曲率のある路線で安点マーキングに支障が出る場合は、
ポジショナー１を前進移動させる。この場合、前記ステ
ップIIから操作を始める。
上記した工程で、演算制御装置22の入力部23から入力さ
れたデータ、あるいは、基準点、参照点、切羽面の測量
結果、更には、定点設計値などの必要なデータを逐次、
表示部24で表示したり、プリンタ26に出力することがで
きる。また、各種データをメモリ部25に格納して事後評
価に供することができる。
いずれの作業もマーキング対象面Fcである切羽面近傍か
ら作業員が送信ハンドセット27を操作することでコント
ローラ21を遠隔操作できるため、定点パターンの投影調
整、位置確認、補正などの一切の作業を実行することが
できる。
トンネル発破工法では、装薬穿孔のみならず非装薬用の
心抜き孔を設けることがあるが、レーサー定点プロジェ
クター13への入力データを操作して装薬穿孔と非装薬穿
孔の投影パターンを異なえて切羽面に表示すれば、爆薬
装填のミスを防止できる。
上記実施例では、レーザー測量装置11とレーザー定点プ
ロジェクター13の少なくとも２台のレーザー発振器を用
いているが、レーザー測量装置とプロジェクターでレー
ザー光源を兼用する構成にしてもよいが、既成のレーザ
ートタルステーションとレーザープロジェクターを組み
合わせるだけで新たな機器開発を不要とすることができ
る。
［発明の効果］ 本発明は以上説明したように構成されているので、以下
に記載の効果を奏する。
本発明のレーザーポジショナーは、測距および測角が可
能なレーザー測量装置と、マーキング対象面に設定すべ
き対象定点の位置を演算すると共に、前記レーザー測量
装置の駆動を制御する演算処理装置と、レーザー発振器
とレーザー走査系を含むレーザー定点プロジェクターと
から構成しているため、各種構造物における基準点、参
照点、対象点の相対位置の正確な測量と、対象定点のマ
ーキングに必要な演算処理、位置指定等の作業を完全自
動化でき、しかもレーザー光によって光学的に複数のマ
ーキング位置を同時に対象面に高精度でパターン投射で
きる。
更に本発明によれば、トンネル掘削工事におけるトンネ
ル切羽面に複数設ける装薬用穿孔位置を自動的に演算
し、これによって得られたデータに基づいてレーザー投
光器を自動制御することで複数の装薬穿孔位置を切羽面
に同時に投影して人手によるマーキング作業を要せずに
穿孔作業ができ作業の合理化と省力化が図れる。
そのうえ、作業対象点近傍から送信ハンドセットを用い
て制御信号を基準点に配置された受信ユニットに送るこ
とができるので、自動制御を可能にするコンピュータシ
ステムをトンネル切羽近傍から遠隔操作でき、作業性を
向上させることができる。
上記した本発明の高機能レーザーポジショナーは、建築
構造物あるいは土木線路乃至トンネル掘削等の建設分野
のみならず、産業文化のあらゆる分野に簡便に応用でき
る可能性を具えている等の極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるレーザーポジショナーをトンネル
掘削工事に適用した一実施例の概略構成図、第２図(A)、
(B) は本発明のレーザーポジショナーによる光学マーキ
ング作業のプロセスを説明するための概念図、第３図は
同作業を示すフローチャートである。 １…レーザーポジショナー 11…レーザー測量装置 12…レーザー投光器、 22…演算処理装置 13…レーザー定点プロジェクター 13a…レーザー発振器 13b…レーザー走査系 27…送信ハンドユニット 28…受信ユニット FC…マーキング対象面 FR…参照面 PO…基準点 PR…参照点 T1〜T3…反射ターゲット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 義昭 埼玉県秩父市日野田１丁目２番６号 (72)発明者 宮原 建士 千葉県市川市曽谷８―16―３ マック株式 会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】測量基準点に据え付けられ、マーキング対
    象面に設定した測点に設けた反射ターゲットにレーザー
    光を出射してそれによる反射レーザー光を受光して、出
    射レーザー光と反射レーザー光の時間差から前記基準点
    と前記測点の距離を求めて測距データとして出力するレ
    ーザー測距器と、レーザー光の出射角度から相対角度を
    求めて前記基準点における前記測点に対する測角データ
    として出力する測角器とからなるレーザー測量装置と、 前記マーキング対象面にレーザー光を出射してレーザー
    スポットを投射するレーザー定点プロジェクターと、 前記レーザー測量装置からの測距データと測角データに
    よって前記測点の基準点に対する相対位置を求め、前記
    レーザー測量装置から離間対面するマーキング対象面に
    ついて予め設計されたマーキング対象の１以上のマーキ
    ング定点の設計位置座標データが入力され、前記レーザ
    ー測量装置から出力される前記測距データおよび前記測
    角データに対する前記マーキング定点の前記設計位置座
    標データから、前記各定点に対する前記レーザー定点プ
    ロジェクターから出射されるレーザー光の偏向角度を演
    算して求め、前記レーザー定点プロジェクターからの出
    射レーザー光を水平垂直方向に偏向させる偏向制御信号
    を送出するコントローラを含む演算制御装置と からなり、前記レーザー測量装置で得られる前記基準点
    に対する前記測点の相対位置に基づいてマーキング対象
    面について予め設計されたマーキング定点に対するレー
    ザー定点プロジェクターの射出レーザー光の偏光角度を
    決定することを特徴とするレーザーポジショナー。
  2. 【請求項２】前記レーザー測量装置と一体にレーザー投
    光器を保持して、前記レーザー投光器からレーザーを出
    射して前記マーキング対象面にレーザースポットを形成
    させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレ
    ーザーポジショナー。
  3. 【請求項３】前記演算処理装置に設けた受信ユニットに
    送信ハンドユニットから制御信号を送信して前記演算処
    理装置を遠隔操作可能にしたことを特徴とする特許請求
    の範囲第１項乃至第２項記載のレーザーポジショナー。
  4. 【請求項４】測量基準点からレーザー光をマーキング対
    象面に設定した測点に設けた反射ターゲットにレーザー
    光を出射してそれによる反射レーザー光を受光して、出
    射レーザー光と反射レーザー光の時間差から前記基準点
    と前記測点の距離を求めると共に、前記レーザー光の出
    射角度から前記測点の相対角度を求め、 前記基準点に対する前記測点までの測定距離および相対
    角度によって前記測点の基準点に対する相対位置を求
    め、 前記基準点から離間対面するマーキング対象面について
    予め設計されたマーキング対象の１以上のマーキング定
    点の設計位置座標データ求め、 前記測距データおよび前記測角データに対する前記マー
    キング定点の前記設計位置座標データから、前記各定点
    に対するレーザー定点プロジェクターから出射されるレ
    ーザー光の偏向角度を演算して求めて偏向制御信号とし
    て出力し、 前記演算制御装置で求められた前記偏向角度に基づく前
    記偏向制御信号を前記レーザー定点プロジェクターに与
    えて出射レーザー光を水平垂直方向に偏向させ、 これによって、前記マーキング対象面に前記レーザー定
    点プロジェクターから出射されるレーザー光のレーザー
    スポットにより定点パターンを形成することを特徴とす
    る定点マーキング方法。
  5. 【請求項５】前記参照点に反射ターゲットを配置して、
    前記測量基準点に設置したレーザー測量装置から前記反
    射ターゲットにレーザー光を放出し、それによる反射レ
    ーザー光を検出して出射レーザー光と反射レーザー光と
    の時間差から反射ターゲットまでの距離を演算すると共
    に、出射レーザー光の放出角度を検出し、前記演算距離
    とレーザー放出角度から前記基準点の絶対位置座標を測
    定し、前記マーキング対象面に対する基準を形成するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の定点マーキ
    ング方法。
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